中南混凝土桥课程设计

COLLEGE OF CIVIL ENGINEERING

CENTRAL SOUTH UNIVERSITY

CENTRAL SOUTHU NIVERSITY 混凝土桥课程设计

指导老师：

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学号：

中南大学土木工程学院桥梁系

二〇一二年九月

第一部分混凝土桥课程设计任务书

1. 设计题目：客运专线40m预应力混凝土双线简支箱梁设计

2. 设计资料

（1）桥面布置如图1所示，桥面宽度：12.6m；

（2）设计荷载：ZK活载；

（3）桥面二恒：200KN/m；

（4）主梁跨径：主梁全长40m；

（5）结构尺寸图，根据预应力混凝土简支箱梁桥的构造要求设计，可参照图1。

图1 桥面布置图

3. 设计依据

（1）《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）；

（2）《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB10002.3-2005）；（3）《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设函（2005）157号）；（4）《新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定》（铁建设函（2003）205号）；（5）《高速铁路设计规范（试行）》(TB 10621-2009)；

4. 设计内容

（1）进行上部结构的构造布置并初步拟定各部分尺寸。

（2）主梁的设计：

<1> 主梁内力计算

<2> 主梁预应力钢筋配置及验算

<3> 行车道板内力计算及设计

<4> 绘制主梁设计图（包括主梁构造图和配筋图）

5. 设计成果要求：

设计计算书：设计计算说明书用Word文档或手写。整个说明书应满足计算过程完整、计算步骤清楚、文字简明、符号规范的要求。封面、任务书和计算说明书用A4纸张打印，按封面、任务书、计算说明书的顺序一起装订成册，交指导老师评阅。

图纸：要求图面整洁美观，比例适当，图中字体采用仿宋体，严格按制图标准作图。图幅为A3图。

第二部分混凝土桥课程设计计算说明书

一、结构尺寸拟定

梁高：3.2m(梁高与跨度比满足1/11~1/15)

腹板厚：0.8m(变截面在距支座截面7.25m处)

顶板厚：0.35m

底板厚：0.3m(变截面在距支座截面7.25m处)

具体尺寸见附图1

跨中截面如下（单位：mm）：

二、内力计算及组合

荷载与内力的计算如下：

桥跨L=40 m

1．恒 载

由CAD 计算截面特性得（单位：dm ），

面积:1122.7618 周长:446.6111

惯性矩: X: 149265.6411

一期恒载：m kN A q /280.6925101122.7618-21=⨯⨯=⋅=γ 由题目知二期恒载：2q =200m kN /

恒载：q=1q +2q =480.69m kN /

2．恒载内力

取支座截面、l 4

1

截面、跨中截面进行计算

支座截面：m kN M kN

ql V ⋅===09613.82

l 4

1

处截面: m

kN l q l ql M

N l q

ql

V ⋅=⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛-

=

=-=72103.54124

1

24806.94

1

2

2

跨中截面：

m kN l q l ql

M

kN l q ql

V ⋅=⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛⨯-⨯

=

=⨯-=

96138.0212212

02

1

2

2

3. 活 载

由规范规定，只计入列车荷载（不计人行道活载）,设计荷载使用ZK 活载

冲击系数 ⎪⎪⎭⎫

⎝⎛+⋅+=+L 30611αμ

式中 ()214≥-⋅=h α 取2

所以 1.1714

1=+μ 活载内力按照换算均布活载在影响线上加载计算： ()Ω⨯⨯=Ω⋅⋅

+=K K

0.58572

1内力μ

式中 K ——换算均布活载，查《高速铁路设计规范》取用

Ω——加载范围内相应影响线面积 分别计算各截面内力如下：

（1） 支座截面

剪力弯矩影响线如下（左为剪力影响线，右为弯矩影响线，下同 ）：

剪力： m 201402

1

=⨯⨯=Ω 2

由0,40==αm l 查表得 m kN K /84.93=

其中l 为加载长度，α为最大纵坐标位置（下同）

kN V 994.872084.93.58570=⨯⨯=

M=0

由于是双线，按照90%的折减：

kN V 1790.770.92994.87=⨯⨯=

M=0

（2）

l 4

1

截面

剪力弯矩影响线如下

剪力： 211.2575.0302

1

m =⨯⨯=Ω 由0,30==αm l 查表得 m kN K /91.51=

kN V 602.9491.50511.255857.0=⨯⨯=

弯矩： m 1507.5402

1

=⨯⨯=

Ω 2

由4

1

,40=

=αm l 查表得 m kN K /82.09=

m kN M ⋅=⨯⨯=7212.0282.091500.5857

由于是双线，按照90%的折减：

kN V 1085.290.92602.938=⨯⨯= m kN M ⋅=⨯⨯=12981.630.927212.017 （3）跨中处

剪力弯矩影响线如下

剪力： m 55.0202

1

=⨯⨯=

Ω 2 由0,20==αm l 查表得 m kN K /103.58=

kN V 303.33503.5815857.0=⨯⨯=

弯矩： 220010402

1

m =⨯⨯=

Ω